01.计算机网络概述

nullnull数据通信与计算机网络 信息工程学院 李 琦 2012.3null本课程的学习目的 学习计算机网络基本概念和基本原理 掌握计算机网络的分层体系结构，各层中所使用通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 的工作原理. 掌握一些网络实用技术：网络服务配置、路由器与交换机配置、网络程序设计等。null课堂讲授38学时，实验10学时 随堂考试(考二)学时安排平时成绩（出勤、作业、实验）：30% 考试：70%成绩教材计算机网络与数据通信，于锋著，中国水利水电出版社 计算机网络与数据通信实验教程， 于明著，中国水利水电出版社null计算机网络〈 第五版 〉，谢希仁著，电子工业出版社 计算机网络 ， Andrew  S. Tanenbaum 著，清华大学出版社。 用TCP/IP进行网际互连，Douglas E.Comer著，电子工业出版社推荐参考书目本课程讲授范围（教材1~15章）本课程讲授范围（教材1~15章）计算机网络概述 数据通信基础 计算机网络体系结构 局域网技术 网络互连与设备 广域网技术 TCP/IP协议与INTERNET 网络管理与网络安全 网络服务配置、路由器与交换机配置、网络程序设计null数据通信数据通信的基本概念 信息、数据、信号、数据通信系统等 数据通信系统的质量指标 传输速率、信道容量、传输质量的相关概念 数据通信技术 数据通信方式、调制和编码、多路复用、传输介质 差错控制与校验 检错码、 纠错码 数据交换技术 电路交换、报文交换、分组交换null计算机网络体系结构应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层通信 子网面向通信面向 服务面向应用直接面向用户，为应用程序提供接口和服务数据转换、加密、压缩会话管理，协商进程间通信方式提供可靠数据传输，向上层提供独立于网络的服务实现寻址、路由选择等功能，将分组传给正确的主机 将数据组成帧，进行差错、流量控制规定物理信号形式、接口、速率OSI七层参考模型(OSI RM)null传输介质主机A主机Bnull局域网技术局域网的特点、拓扑结构 局域网体系结构-IEEE802 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 介质访问控制方式 CSMA/CD、Token-Ring、Token-Bus 以太网（Ethernet） 共享式以太网、交换式以太网、快速以太网、千 兆以太网 FDDI、虚拟局域网VLAN、无线局域网null网络互连与网络设备网卡 中继器 集线器 网桥 交换机 路由器 网关集线器 null广域网技术公用电话网(PSTN) 公用分组交换网（X.25） 数字数据网（DDN ） 综合业务数字网（ISDN） 帧中继（FR） 异步传输模式(ATM) 数字用户线路（xDSL）nullFTP、SMTP、HTTP、Telnet SNMP、DNS等面向连接的TCP、无连接的UDPIP、ICMP、ARP、RARP、IPv6TCP/IP协议广泛支持各种物理网络nullTCP/IP与OSI参考模型的对应关系OSI参考模型TCP/IP层次Ethernet,802.3,802.5 FDDI等等null网络管理为什么需要网络管理 网络管理系统的功能 故障管理、计费管理、配置管理、性能管理、安全管理等 如何进行网络管理 网络管理的系统结构 网络管理的协议SNMP null网络安全技术网络安全概述 常见网络攻击方法 DoS、特洛伊木马、缓冲区溢出、信息欺骗、病毒等 网络安全防范技术 访问控制、信息加密、防火墙、防病毒等nullInternetWWW、FTP、E-mail、Telnet等 活动目录 TCP/IP协议配置 DNS服务配置 DHCP服务配置 IIS----FTP、Web服务配置网络编程： HTML、 ASP 、SOCKETS编程Windows网络操作系统null网络命令 ping, ipconfig, netstat, tracert, arp等 路由器、交换机配置 cisco IOS的使用(命令)，配置路由器的接口，配置静态路由，配置动态路由，配置VLAN等 ASP编程 SOCKETS编程 Windows网络服务配置 实 验null计算机网络的概念 计算机网络的发展 计算机网络系统组成 计算机网络的分类 因特网的发展计算机网络概述null计算机网络的概念 计算机网络的定义 通过数据通信系统把地理上分散的自主计算机系统互连起来，通过功能完善的网络软件（包括网络通信协议、网络操作系统等）实现数据通信和资源共享的一种计算机系统。计算机网络就是一些互连的自主计算机系统的集合null自主计算机系统具有独立运算处理的能力 以资源共享为核心目的 计算机技术和通信技术相结合 通过网络软件进行控制管理，通信协议是关键计算机网络的特点 null数据通信 资源共享 提高可靠性 数据的分布式处理计算机网络的功能null 纵观计算机网络的发展历史可以发现，它和其他事物的发展一样，也经历了从简单到复杂，从低级到高级的过程。在这一过程中，计算机技术与通信技术紧密结合，相互促进，共同发展，最终产生了计算机网络。计算机网络的发展过程null 1954年，出现了被称作收发器（transceiver）的终端，人们使用这种终端首次实现了将穿孔卡片上的数据通过电话线路发送到远地计算机。此后，电传打字机也作为远程终端和计算机相连，用户可以在远地的电传打字机上输入自己的程序，而计算机计算出来的结果也可以传送到远地的电传打字机上并打印出来，计算机网络的基本原型就这样诞生了。计算机网络的产生null计算机网络发展的三个阶段 以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络 多个主机互连，各主机相互独立，无主从关系的计算机--计算机网络 具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络nullHostModemModemTerminal线路控制器线路控制器： 负责计算机和线路的通信，主要完成串行和并行传输的转换和简单的差错控制。面向终端的计算机网络H:主机 M:调制解调器 T:终端终端：“哑终端”---通信接口、显示器、键盘 终端可以在很远的地方使用主机的资源nullHost多重线路控制器多重线路控制器： 控制多条线路，主机负责每条线路的收发，通过拨号多个终端可以连接到主机上。面向终端的计算机网络nullHost线路控制器前端处理机（FEP）： 完成全部的通信任务，而让主机专门进行数据的处理，从而减轻了主机的负担，提高了主机处理数据的效率。FEP面向终端的计算机网络null线路控制器终端集中器: 把多个终端连起来，通过MODEM及高速线路与远程中心计算机的FEP相连。 提高了线路的利用率，节约了远程线路的投资。 PSTNFEP面向终端的计算机网络终端集中器null面向终端的计算机网络特点： 终端无独立的处理能力，单向共享主机的资源 网络结构属于集中控制方式，要求中心的主机有很高的性能。主机负担了系统中主要的信息处理的任务，可靠性低 null 1962 - 1965年，美国国防部高级研究 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 署（ ARPA）和英国国家物理实验室（NPL）都在对新型的计算机通信技术进行研究。英国NPL的David于1966年首次提出了“分组”（packet）这一概念。到1969年12月，DARPA的计算机分组交换网ARPANET投入运行。ARPANET的成功，标志着计算机网络的发展进入了一个新纪元计算机-计算机网络null ARPANET的成功运行使计算机网络的概念发生了根本性的变化。 早期的面向终端的计算机网络是以单个主机为中心，各终端通过电话网共享主机的硬件和软件资源。 分组交换网则以通信子网为中心，主机和终端都处在网络的边缘，它们构成资源子网。用户不仅共享通信子网，而且还可共享资源子网丰富的硬件和软件资源。 这种以通信子网为中心的计算机网络称为第二代计算机网络null 把通信从主机分离出来，设置CCP，主机间的通信通过CCP的中继功能间接进行。 通信子网（内层）: 由CCP组成的传输网络 资源子网（外层）: 网上主机组成。主机负责数据处理，是计算机网络资源的拥有者CCPCCPCCP具有通信子网的计算机网络通信控制处理机CCPnull具有公共数据通信网的计算机网络公用数据 通信网通信子网的规模进一步扩大，通信子网变成了社会公用的数据通信网null 资源的多向共享 分散控制 分组交换 采用专门的通信控制处理机 分层的网络协议如：ARPANET,CYBERNET,EIN（欧洲情报网） NPL（英国国家物理实验室）等计算机--计算机网络的特点null开放式标准化网络 经过60-70年代的发展，网络的技术、方法、理论逐渐成熟。各大计算机公司制定自己的网络技术标准，最终促成国际标准的制定，遵循网络体系机构标准建成的网络称为第三代网络。 按标准化水平分为两个阶段 各计算机制造厂商网络结构标准化 IBM的SNA、DEC的DNA等 国际网络体系结构的标准化 ISO成立了TC97下属的SC16，制定了ISO/OSI RM 1980年2月IEEE 802标准出台null 在网络中，相互通信的计算机必须高度协调工作，而这种“协调” 相当复杂。为降低网络设计的复杂性，早在当初设计ARPANET时就有专家提出了层次模型。分层设计方法可以将庞大而复杂的问题转化为若干较小且易于处理的子问题。第三代计算机网络是基于网络分层模型的开放式互联网络 OSI的分层参考模型对于网络体系结构的理论有重要的贡献。但是在实践上OSI没有取得成功，没有形成以OSI RM为网络架构的互联网络。实际形成和使用的是基于TCP/IP的因特网。 本质上说，Internet仍然是基于分层模型的互联网络，应该仍然属于第三代计算机网络的范畴。null计算机网络的发展趋势网络的高速化 通信网络的综合服务和宽带化 网络智能化 通信的移动性 网络的安全性null计算机网络的组成点（网络节点） 网络中计算机和各种中继设备 访问节点:用户端的计算机 转接节点:负责传递信息的中间通信设备， 如集中器、路由器等 线 网络中的通信信道--传输介质和相关通信设备null计算机网络的逻辑结构NCNCNCNCNCHHHHHTTTTTTT通信子网资源子网NC—通信处理机，H—主机，T—终端null计算机网络=通信子网+资源子网通信子网 包括负责数据通信的设备与通信线路 资源子网 包括负责数据处理以实现网络资源共享的计算机与终端nullISO/OSI 参考模型通信子网资源子网将通信子网的任务从主机中抽取出来，由通信子网中的设备专门解决数据传输和通信控制问题 资源子网中的计算机可集中精力处理数据，提高主机效率和网络的整体性能。null点对点通信子网 信源发出的信息经过多个交换节点转发到信宿 一般用于广域网 广播式通信子网 所有计算机共享同一信道，必须有相应的信道访问控制技术分配信道使用权,一般用于局域网两种类型的通信子网null按覆盖范围划分 局域网 (LAN，Local Area Network)   工作范围：几m ~几km，同一个楼房、校园 城域网 (MAN，Metropolitan Area Network) 工作范围：几km~几十km,同一城市 广域网 (WAN，Wide Area Network) 工作范围：几十km~几千km,同一国家、州、全球计算机网络分类null按拓扑结构划分 网络的拓扑结构是指抛开网络中的具体设备 用点和线来抽象出网络系统的逻辑结构。总线型 星型 环型 树型 网状型null按传输速率划分 低速网络: 传输速率为几十至10K bps  中速网络: 传输速率为几M至几十M bps 高速网络: 传输速率为100M至几G bps 按传输媒体划分 有线计算机网 ：双绞线、同轴电缆和光纤  无线计算机网 ：无线电波、微波、红外线按交换方式划分 电路交换网：电话系统 报文交换网：电报  分组交换（信元交换）网：因特网、ATM null按传输技术划分 广播式网络：总线形网、环形网、微波卫星网等。 点到点传播网络：星形、树形、网形等。 按使用范围划分 公用网：如CHINAPAC 专用网：如某单位的内部网络null按网络控制方式划分 集中式网络 网络处理的控制功能集中在一个或少数几个节点上，所有的信息流必须经过这些节点之一。这些节点是网络处理的控制中心。如星形网。 简单，但可靠性、可扩充性、灵活性差 分布式网络  网络中不存在处理的控制中心，每个节点至少和另两个节点相连，信息从一个节点到另一个节点可能有多条路径。各节点以平等地位相互协调工作和交换信息，可共同完成大型任务。如网状型网络。 信息处理的分布性、高可靠性、可扩充性nullInternet的起源1962年的ARPANET是Internet最早的雏形 E-mail，FTP和Telnet是Internet上最早出现的重要工具，因特网的产生和发展TCP/IP协议的产生 1972年，提出建立一种能保证计算机之间进行通信的标准 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 （即“通信协议”） 1974年，IP和TCP问世，合称TCP/IP协议 1980年，Vinton Cerf提出：在各网络内部使用自己的通讯协议，在和其它网络通信时使用TCP/IP协议-----导致Internet的诞生，确立TCP/IP的地位。nullInternet的基础 —NSFNET(National Science Foudation,美国国家基金) 80年代中期， NSFNET建立 86年形成NSFNET的雏形 89年NSFNET通信线路速度升到T1，并连接13个骨干结点 91年，ARPANET退役，NSFNET成为Internet基础 90年代初期，Internet成为“网际网”： 各子网分别负责自己的架设和运作，并通过NSFNET互联。NSFNET是Internet最主要的成员网。美洲以外的网络逐渐接入NSFNET主干或其子网。nullInternet的发展 信息高速公路计划： 1993年，美国公布“国家信息基础设施建设NII”,即信息高速公路建设计划； 1994年，国际电信联盟ITU提出“全球信息基础设施GII”的构想； Internet在1994-1995年迅速发展：用户数、ISP数量、信息类型、信息服务、产值null我国互联网发展 电子邮件交换阶段 86---93年，Internet在中国起步 86年，北京计算机应用技术研究所启动了名为CANET（Chinese Academic Network）的国际互联网项目。 87年9月，北京计算机应用技术研究所正式建成我国第一个Internet电子邮件节点，通过拨号X.25线路，连通Internet的电子邮件系统。 9月14日发出中国第一封电子邮件“Across the Great Wall we can reach every corner in the world.（越过长城，走向世界）”，揭开了中国人使用互联网的序幕 null90年，CRN（Chinese Research Network）项目 90年11月，钱天白教授代表中国正式在SRI-NIC（Stanford Research Institute's Network Information Center）注册登记了中国的顶级域名CN93年3月，中国部分连入Internet的第一根专线 94年4月，NCFC通过美国Sprint公司连入Internet的64K国际专线开通，实现了与Internet的全功能连接。中国被国际上正式承认为真正拥有全功能Internet的国家null 从1994年开始，中国实现了和互联网的全功能连接，大型电脑网络项目正式启动，互联网在我国进入飞速发展时期。直接连接互联网的网络： 中国科学技术网络（CSTNET） 中国教育和科研计算机网（CERNET） 中国公用计算机互联网（CHINANET） 中国金桥信息网（CHINAGBN） 近年来，我国的互联网取得了更大的发展null国际出口带宽总量为1,389,529Mbps，增长迅速，较2011年6月增加17.5%。连接国家有美国、俄罗斯、法国、英国、德国、日本、韩国、新加坡等。网站数量达到230万个 域名总数为775万，其中.CN域名353万 截至2011年12月底，我国大陆IPv4地址总数为3.3亿中国互联网信息中心www.cnnic.net.cn 的调查 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 （2012.1）null中国电信 809,881 中国联通 466,932 中国科技网 18,500 中国教育和科研计算机网 11,655 中国移动互联网 82,559 中国国际经济贸易互联网 2主要骨干网络国际出口带宽数（Mbps）null 目前中国的IPv4地址数量达到3.3亿。2008年6月中国IPv4地址拥有量已经跃升至世界第二位。 从2006年12月开始，中国的IPv4地址数量年增长率均保持在30%以上。null 与IPv4相比，IPv6地址资源丰富，安全性能高。截至2011年12月底，我国拥有IPv6地址9398块/32，相比2010年同期出现大幅增长。IPv6是下一代互联网的发展起点，其意义不仅在于解决IPv4时代地址资源枯竭的问题，同时IPv6还将成为其他技术发展的基础，支撑物联网、云计算等新兴互联网产业的发展。提出将在2013年年底前开展IPv6网络小规模商用，并在2014至2015年开展大规模部署和商用。中国IPv6地址资源变化情况null截至2011年12月底，中国网站数量为230万。在2010年网站数量下降后，整体质量得以提高，在此基础上，2011年网站数量重新开始稳步回升。 null截至2011年12月底，中国网页数量为866亿个，比2010年同期增长44.3%。中国静态和动态网页比例从2010年12月底的1.14：1上升至2.18：1null历次调查我国国际出口带宽（M） 中国国际出口带宽数增速稳定，2011年12月底为1,389,529Mbps，较2010年同期上涨 26.4%null下一代互联网Internet2及美国NGI计划 中国下一代互联网示范工程CNGI网络传输速度提高1000-10000倍 IPV6，可给家中每个可能的东西分配IP，实现数字化生活 充分考虑安全，有效控制、解决网络安全问题 更及时：组播、服务质量控制、实时交互 更方便：移动和无线应用